Un pannello solare, chiamato anche pannello o modulo fotovoltaico, è un dispositivo che cattura la luce solare e la trasforma in elettricità. Quando le particelle di luce, chiamate fotoni, colpiscono il sottile strato di silicio sulla superficie di un pannello solare, strappano gli elettroni dagli atomi di silicio. Questa carica fotovoltaica (PV) genera una corrente continua (CC), che viene captata dai cavi del pannello solare. In questo articolo, scoprirai tutto sui pannelli solari trasparenti. Questi pannelli sono una meraviglia scientifica e meritano di essere conosciuti da un pubblico più ampio.
Cosa si intende per pannelli solari trasparenti?
I pannelli solari convenzionali sono in grado di assorbire la luce solare e convertire i fotoni (particelle di luce solare) in energia utilizzabile. I pannelli solari trasparenti, invece, possono trasformare superfici come quelle di smartphone, finestre, tetti in vetro di uffici , ecc., e utilizzarle per generare elettricità. Tuttavia, realizzare pannelli solari trasparenti funzionali non è semplice. La difficoltà risiede nel fatto che il materiale trasparente di questi pannelli non è in grado di assorbire la luce e, se la luce non viene assorbita, il processo di generazione di elettricità non può avvenire.
Cosa sono le celle solari trasparenti?
Immaginate un mondo in cui il vetro delle nostre finestre, dei telefoni, dei tettucci apribili delle auto e dei tetti in vetro degli edifici per uffici possa essere utilizzato per produrre elettricità. Grazie alle celle solari trasparenti, quello che sembra un sogno irrealizzabile si sta avvicinando a diventare realtà. Le celle solari trasparenti hanno la capacità di convertire prodotti di uso quotidiano come dispositivi elettronici e finestre in generatori di energia. Inoltre, lo fanno senza alterarne l'aspetto o il funzionamento. Queste celle assorbono solo la luce UV e infrarossa, mentre la luce visibile le attraversa indisturbata. Questo è il motivo per cui i nostri occhi non ne percepiscono la presenza in oggetti come le finestre trasparenti. Vedi anche: Energia solare, accumulo e reti intelligenti trasformano le aziende elettriche.
Cosa sono i pannelli solari trasparenti?
I pannelli solari trasparenti assomigliano al vetro trasparente e trasmettono la luce come le normali finestre. Tuttavia, sono realizzati con uno speciale tipo di vetro solare che prima assorbe e poi converte la luce UV e infrarossa invisibile in energia rinnovabile.
Cosa sono le finestre solari trasparenti?
La finestra solare trasparente è una nuova tecnologia che raccoglie e utilizza l'energia luminosa attraverso finestre o qualsiasi altra superficie vetrata, indipendentemente dall'angolazione. Potrebbe rappresentare una svolta significativa per rendere l'energia solare più utilizzabile in un numero maggiore di luoghi. Gli ingegneri hanno ideato diversi modi per realizzare la tecnologia solare trasparente. La maggior parte di essi, tuttavia, funziona più come un concentratore solare trasparente. Ciò significa che sono progettati per assorbire determinate lunghezze d'onda della luce UV e infrarossa, invisibili a occhio nudo, e trasformarle in energia in grado di alimentare dispositivi elettronici.
Questa tecnologia è anche nota come "vetro fotovoltaico" e può essere realizzata con diversi gradi di trasparenza. Nel 2014, i ricercatori della Michigan State University (MSU) hanno creato un concentratore solare completamente trasparente in grado di trasformare quasi qualsiasi finestra o lastra di vetro in una cella fotovoltaica.
Utilizzo di pannelli solari trasparenti nelle serre
I pannelli solari trasparenti, in grado di filtrare diverse lunghezze d'onda della luce per produrre energia solare senza danneggiare la crescita o la salute delle piante, possono essere utilizzati per migliorare l'efficienza delle serre. A causa della crescita demografica e di eventi meteorologici sempre più estremi, gli agricoltori del futuro potrebbero dover coltivare una maggiore quantità di prodotti in serra. Rispetto all'agricoltura in campo aperto, le serre possono produrre fino al 100% in più di cibo per ettaro. Tuttavia, necessitano di un'enorme quantità di elettricità per mantenere stabili le temperature. L'energia solare è una delle soluzioni per ottenere elettricità a basso costo per le serre. Per massimizzare la produzione di energia, è consigliabile installare i pannelli solari sui tetti degli edifici.
Il tetto è un punto molto importante per una serra. Deve avere abbastanza spazio per far passare la luce solare in modo che le piante possano crescere e la giusta temperatura possa accumularsi. D'altro canto, i pannelli solari trasparenti lasciano passare la maggior parte della luce di cui le piante hanno bisogno e ne assorbono solo una piccola quantità, che viene poi trasformata in elettricità. Mantengono anche la serra a una temperatura costante perché sono buoni isolanti. Gli scienziati pensano che le celle fotovoltaiche trasparenti non influenzeranno molto la crescita delle piante, il che le renderebbe perfette per l'uso nelle serre. Ci danno anche la possibilità di utilizzare diverse tecnologie per produrre energia sostenibile. Bloccando solo una piccola quantità di luce solare, le serre possono diventare neutre dal punto di vista energetico, producendo la stessa quantità di energia che usano. Ma se gli agricoltori vogliono produrre più energia, possono ridurre ulteriormente la quantità di luce che passa.
I pannelli solari trasparenti limitano l'utilizzo di fonti energetiche primarie (petrolio e gas naturale) per riscaldare e raffreddare la serra. Ciò riduce l'impronta energetica della serra. Poiché la fonte energetica è rinnovabile, è possibile produrre elettricità a zero emissioni di carbonio senza compromettere la resa delle colture. Leggi anche: Quanto durano i generatori solari?
Cosa sono i pannelli solari parzialmente trasparenti?
L'azienda tedesca Heliatek GmbH ha realizzato pannelli solari parzialmente trasparenti, noti anche come pannelli solari parzialmente trasparenti. Questi pannelli assorbono il 60% della luce solare che ricevono. L'efficienza di un pannello fotovoltaico convenzionale è del 12%, mentre quella di un pannello solare parzialmente trasparente è del 7.2%. Ciò dimostra che il pannello parzialmente trasparente non è efficiente quanto quello convenzionale. Inoltre, il primo perde anche il 40% della luce solare che lo attraversa. Tuttavia, i pannelli solari parzialmente trasparenti hanno un grande potenziale commerciale. Possono essere utilizzati negli edifici per uffici con ampie vetrate esposte a sud, dove i pannelli possono essere impiegati per ridurre la quantità di luce solare in ingresso. Vedi anche Definire e progettare paesaggi sostenibili.
Produttori di pannelli solari trasparenti
Con lo sviluppo di pannelli solari trasparenti, che possono essere utilizzati anche come finestre e produrre elettricità, il futuro dell'industria solare appare luminoso.
- Eliatico: È una delle aziende leader nel campo delle pellicole solari organiche. L'azienda tedesca ha stabilito un nuovo record per l'efficienza delle celle solari trasparenti lo scorso anno. Con la sua nuova tecnologia, le celle solari possono essere trasparenti fino al 40% e avere un'efficienza superiore al 7%.
- Energia onnipresente: È un'altra azienda leader nel settore dei pannelli solari trasparenti e ha sede negli Stati Uniti. L'azienda della Silicon Valley sta realizzando celle solari trasparenti utilizzando la tecnologia con una pellicola invisibile. Energia onnipresente pensa che la sua tecnologia potrebbe aprire le porte a un futuro in cui cellulari e tablet non rimarranno mai senza energia e i grattacieli potranno usare le loro enormi finestre come pannelli solari.
Prezzo del pannello solare trasparente
I pannelli solari trasparenti sono la nuova moda del mercato ed è scontato che vi piacerebbe anche sapere il prezzo di questi dispositivi da sogno. In termini di prezzo,
- il PV (vetro fotovoltaico) costa circa $ 50 al metro quadrato,
- mentre un tipico pannello solare costa tra 40 e 110 dollari al metro quadro and
- una tipica finestra a doppi vetri costa tra 24 e 45 dollari al metro quadro, compresi i costi dei materiali e dell'installazione.
Che cosa si intende per efficienza dei pannelli solari trasparenti?
I pannelli solari trasparenti non assorbono la luce solare visibile, bensì specifiche lunghezze d'onda invisibili come la luce ultravioletta. L'efficienza attuale di questi pannelli si aggira intorno all'1%, ma il loro potenziale è stimato al 5%. L'efficienza del 5% e del 7.2% rispettivamente per i pannelli completamente e parzialmente trasparenti è comunque inferiore rispetto all'efficienza media del 15% dei pannelli solari convenzionali.
Cosa sono le celle solari semitrasparenti?
Le celle solari semitrasparenti sono una tecnologia che combina i vantaggi della trasparenza alla luce visibile con la capacità di convertire la luce in elettricità. Uno dei modi migliori per utilizzare queste tecnologie è integrarle in edifici ad alta efficienza energetica, ad esempio in finestre e lucernari. Attualmente, la maggior parte dei sistemi fotovoltaici integrati negli edifici (BIPV) utilizza moduli in silicio cristallino. Tuttavia, l'opacità del silicio apre la strada all'utilizzo di nuovi pannelli fotovoltaici che possono essere realizzati in modo da essere realmente semitrasparenti. Vediamo ora cosa sono i pannelli solari trasparenti.
Cosa si intende per finestre con pannelli solari trasparenti?
Le finestre solari trasparenti sembrano normali finestre di vetro, ma funzionano come pannelli solari trasparenti che convertono l'energia del sole in elettricità. Uffici, case e persino l'intera città potrebbero utilizzare queste finestre e generare una quantità considerevole di elettricità dal sole. Secondo il team della MSU, le finestre solari e altre tecnologie solari trasparenti potrebbero soddisfare circa il 40% del fabbisogno energetico degli Stati Uniti. L'aggiunta di pannelli solari sui tetti potrebbe portare questa percentuale a quasi il 100%. Il potenziale è enorme, data l'enorme quantità di vetro disponibile nel mondo.
I ricercatori della MSU sono certi che la tecnologia dei pannelli solari trasparenti potrebbe soddisfare circa il 40% del fabbisogno energetico annuale degli Stati Uniti , e forse anche di più se combinata con il solare sui tetti, dato che le due tecnologie funzionano bene insieme. Tuttavia, è necessario migliorare i sistemi di accumulo energetico, ma la MSU afferma che, se la tecnologia di accumulo migliorerà, gli Stati Uniti potrebbero soddisfare tutto il loro fabbisogno di elettricità in un futuro non troppo lontano.
Consigliato: Intrecciati nella blockchain: blockchain, comunità e implicazioni globali di un nuovo paradigma energetico
